JP3366526B2 - 三次元造形方法およびそれに用いる装置 - Google Patents
三次元造形方法およびそれに用いる装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液体材料を固化
した所定形状の造形剤層を積層していくことにより、任
意の三次元造形物を形成する三次元造形方法およびそれ
に用いる装置に関するものである。
した所定形状の造形剤層を積層していくことにより、任
意の三次元造形物を形成する三次元造形方法およびそれ
に用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、造形用の材料を複数の層状に
積層して造形を行う三次元造形方法として、種々の方法
がある。このような三次元造形方法の中に、スラリー状
の造形材料を台部上に流し込んで固化したのち所定の形
状に切削加工し、切削除去された不要部分に補助剤を充
填する。そして、その層の上部に他の層を形成し、これ
を所定の形状に切削加工するといったことを繰り返した
のち補助剤層を除去することにより三次元造形物を造形
する方法がある。
積層して造形を行う三次元造形方法として、種々の方法
がある。このような三次元造形方法の中に、スラリー状
の造形材料を台部上に流し込んで固化したのち所定の形
状に切削加工し、切削除去された不要部分に補助剤を充
填する。そして、その層の上部に他の層を形成し、これ
を所定の形状に切削加工するといったことを繰り返した
のち補助剤層を除去することにより三次元造形物を造形
する方法がある。
【０００３】また、シートや板状の造形材料を用いる造
形方法として、台部上に載置した造形材料に造形物の輪
郭形状の切り目を入れるとともに、不要部分にはのちに
除去しやすいように格子状の切り目を入れる。そして、
その造形材料の上部にさらに他の造形材料を接着しこれ
にも所定の切り目を入れるといったことを繰り返したの
ち不要部分を除去することにより三次元造形物を造形し
ていくといった方法もある。
形方法として、台部上に載置した造形材料に造形物の輪
郭形状の切り目を入れるとともに、不要部分にはのちに
除去しやすいように格子状の切り目を入れる。そして、
その造形材料の上部にさらに他の造形材料を接着しこれ
にも所定の切り目を入れるといったことを繰り返したの
ち不要部分を除去することにより三次元造形物を造形し
ていくといった方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
うち、前者の方法では、各層の厚みを均一にすることが
難しいため寸法精度のよい造形物を造形しにくいという
問題や、各層の上下面を平面状にするためには精度のよ
い切削加工を各層の全面に施す必要があり、加工作業が
煩雑になるという問題がある。さらに、造形後に補助剤
を除去しなければならないため、密閉状態の空間部を有
する形状の造形物の造形はできないという問題や工程数
が多くなるという問題もある。
うち、前者の方法では、各層の厚みを均一にすることが
難しいため寸法精度のよい造形物を造形しにくいという
問題や、各層の上下面を平面状にするためには精度のよ
い切削加工を各層の全面に施す必要があり、加工作業が
煩雑になるという問題がある。さらに、造形後に補助剤
を除去しなければならないため、密閉状態の空間部を有
する形状の造形物の造形はできないという問題や工程数
が多くなるという問題もある。
【０００５】また、後者の方法では、各層を均一な厚み
にすることが容易であるため寸法精度のよい造形物が簡
単に得られるという利点を有しているが、造形材料とし
て、例えば、紙を用いた場合、造形物の形状によって
は、中空部に相当する不要部分の除去が困難になった
り、除去不可能になったりする場合が生じる。このた
め、造形物本体の精度よりもむしろ不要部分の除去を考
慮した切り目を入れなければならないという制限を受け
るという問題がある。
にすることが容易であるため寸法精度のよい造形物が簡
単に得られるという利点を有しているが、造形材料とし
て、例えば、紙を用いた場合、造形物の形状によって
は、中空部に相当する不要部分の除去が困難になった
り、除去不可能になったりする場合が生じる。このた
め、造形物本体の精度よりもむしろ不要部分の除去を考
慮した切り目を入れなければならないという制限を受け
るという問題がある。
【０００６】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、一層の厚みを精度よく調節でき、各層の上面
および下面をそれぞれ正確な平面状に形成でき、かつ、
不要部分の除去作業が不要になり、さらに、どのような
形状の造形物でも簡単に造形が行える三次元造形方法お
よびそれに用いる装置の提供をその目的とする。
たもので、一層の厚みを精度よく調節でき、各層の上面
および下面をそれぞれ正確な平面状に形成でき、かつ、
不要部分の除去作業が不要になり、さらに、どのような
形状の造形物でも簡単に造形が行える三次元造形方法お
よびそれに用いる装置の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の発明者は種々の研究をし、上記の問題点
を克服するには、補助剤を使用しない造形方法が効果的
であることに着目し、この発明を完成した。
め、この発明の発明者は種々の研究をし、上記の問題点
を克服するには、補助剤を使用しない造形方法が効果的
であることに着目し、この発明を完成した。
【０００８】この発明では、造形剤として非流動性の液
状造形剤を用い、この液状の造形剤を吐出する造形剤供
給部のノズルを細径に形成している。そして、この細径
のノズルで所定の形状の層になるように液状の造形剤を
台部上に供給し、この層を平面状の押圧部で押圧し層の
上面を平面にしたのち固化するようにしている。また、
その押圧部による層の押圧の際の押圧部または台部の高
さを測定しその高さデータから次層造形時の台部からの
ノズルの高さを算出し適正な高さから造形剤が供給され
るようにしている。
状造形剤を用い、この液状の造形剤を吐出する造形剤供
給部のノズルを細径に形成している。そして、この細径
のノズルで所定の形状の層になるように液状の造形剤を
台部上に供給し、この層を平面状の押圧部で押圧し層の
上面を平面にしたのち固化するようにしている。また、
その押圧部による層の押圧の際の押圧部または台部の高
さを測定しその高さデータから次層造形時の台部からの
ノズルの高さを算出し適正な高さから造形剤が供給され
るようにしている。
【０００９】なお、上記クレームに記載した液状の造形
剤の非流動性は、台部上または台部上に形成された造形
剤の固化層の上に供給された液状の造形剤が流れてしま
い一定の形状を維持できないといったことがなく、ある
程度、供給時の形状を保つことができるようなものをい
い、多少の流動性のある造形剤であってもこのクレーム
に含まれるものとする。
剤の非流動性は、台部上または台部上に形成された造形
剤の固化層の上に供給された液状の造形剤が流れてしま
い一定の形状を維持できないといったことがなく、ある
程度、供給時の形状を保つことができるようなものをい
い、多少の流動性のある造形剤であってもこのクレーム
に含まれるものとする。
【００１０】
【発明の実施の形態】すなわち、この発明は、従来例の
ように、造形剤層における切削除去した不要部分に補助
剤を充填しその上部にさらに他の層を形成していくこと
により造形したり、シートや板状の材料を用いて所定箇
所を切断しながら接着積層し、最後に不要部分を除去す
ることにより造形するというものではなく、補助剤層と
なる部分や不要となる部分には始めから材料を積層せ
ず、非流動性の液状造形剤を所定の造形部分のみに積層
しながら造形を行うようになっている。
ように、造形剤層における切削除去した不要部分に補助
剤を充填しその上部にさらに他の層を形成していくこと
により造形したり、シートや板状の材料を用いて所定箇
所を切断しながら接着積層し、最後に不要部分を除去す
ることにより造形するというものではなく、補助剤層と
なる部分や不要となる部分には始めから材料を積層せ
ず、非流動性の液状造形剤を所定の造形部分のみに積層
しながら造形を行うようになっている。
【００１１】そして、台部上や台部上に形成された造形
剤の固化層の上に供給された液状の造形剤を固化する前
に、この液状の造形剤層を平面状の押圧部で押圧してそ
の層の上面を平面状に仕上げるとともに、その層を均一
な厚みの層にするようになっている。そののち、この均
一な厚みでかつ上面が平面状になった液状の造形剤層を
固化するようになっている。
剤の固化層の上に供給された液状の造形剤を固化する前
に、この液状の造形剤層を平面状の押圧部で押圧してそ
の層の上面を平面状に仕上げるとともに、その層を均一
な厚みの層にするようになっている。そののち、この均
一な厚みでかつ上面が平面状になった液状の造形剤層を
固化するようになっている。
【００１２】したがって、補助剤や不要部分の除去作業
は全く不要になり、工程数が大幅に減少するとともに、
作業が極めて簡単になる。また、押圧部で押圧すること
によって、造形剤層の上面を平面状にするため、従来の
ような切削加工により平面状にする方法と比べると、平
面度がより正確になるとともに、平面加工作業も簡単に
なる。
は全く不要になり、工程数が大幅に減少するとともに、
作業が極めて簡単になる。また、押圧部で押圧すること
によって、造形剤層の上面を平面状にするため、従来の
ような切削加工により平面状にする方法と比べると、平
面度がより正確になるとともに、平面加工作業も簡単に
なる。
【００１３】また、平面板が造形剤層を押圧する際、そ
の押圧部または台部の高さを測定しその測定データから
次層造形時の台部からのノズルの高さを算出しその高さ
から造形剤が供給されるように制御するようにしてい
る。これによって、造形剤が吐出される際の落下距離が
常に一定の適正距離に維持され精度のよい造形が可能に
なる。つぎに、実施例にもとづいて、この発明さらにを
詳しく説明する。
の押圧部または台部の高さを測定しその測定データから
次層造形時の台部からのノズルの高さを算出しその高さ
から造形剤が供給されるように制御するようにしてい
る。これによって、造形剤が吐出される際の落下距離が
常に一定の適正距離に維持され精度のよい造形が可能に
なる。つぎに、実施例にもとづいて、この発明さらにを
詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
図１は、この発明の一実施例による三次元造形装置１を
示している。図において、２は、下面中央部に取り付け
られた伸縮ねじ３を介してモータ４の作動によりＺ（上
下）方向に移動可能な台部である。５は、その台部２の
上面に取り付けられた受け台であり、上面が水平な平面
状に形成されている。
示している。図において、２は、下面中央部に取り付け
られた伸縮ねじ３を介してモータ４の作動によりＺ（上
下）方向に移動可能な台部である。５は、その台部２の
上面に取り付けられた受け台であり、上面が水平な平面
状に形成されている。
【００１５】また、６は、受け台５の上方に設けられ、
受け台５の上面に対してＸ（左右），Ｙ（前後），Ｚ方
向に移動可能になった造形剤供給部であり、下端部に内
径０．１８mmの細径ノズル７が垂設されている。この造
形剤供給部６の内部にはゲル状の接着剤（アルファ技研
社製のアルテコジェル（商品名））からなる造形剤が充
填されており、この造形剤は、造形剤供給部６の上部側
に連結されたコンプレッサー（図示せず）の作動によ
り、細径ノズル７を介して下方に吐出されるようになっ
ている。
受け台５の上面に対してＸ（左右），Ｙ（前後），Ｚ方
向に移動可能になった造形剤供給部であり、下端部に内
径０．１８mmの細径ノズル７が垂設されている。この造
形剤供給部６の内部にはゲル状の接着剤（アルファ技研
社製のアルテコジェル（商品名））からなる造形剤が充
填されており、この造形剤は、造形剤供給部６の上部側
に連結されたコンプレッサー（図示せず）の作動によ
り、細径ノズル７を介して下方に吐出されるようになっ
ている。
【００１６】また、この際の、吐出圧力はコンプレッサ
ー側に設けられたディスペンサーおよびレギュレーター
（図示せず）の作用によって所定の大きさに制御される
ようになっている。好ましいのは、空気圧を４kg/cm2程
度になるように制御することで、この場合、ノズル７の
送り速度は４mm/sec程度にして造形剤を供給するように
する。
ー側に設けられたディスペンサーおよびレギュレーター
（図示せず）の作用によって所定の大きさに制御される
ようになっている。好ましいのは、空気圧を４kg/cm2程
度になるように制御することで、この場合、ノズル７の
送り速度は４mm/sec程度にして造形剤を供給するように
する。
【００１７】８は、三次元造形装置１の一端側に配設さ
れ、造形剤供給部６と共にＸ方向に移動できるととも
に、受け台５に対してＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な押圧
部である。この押圧部８はアルミ製の平面板からなり、
下面に非粘着性のコーティング層（東京シリコーン社製
のＬ−４１０１ＧＮ（品番）からなる）９が形成されて
いる。
れ、造形剤供給部６と共にＸ方向に移動できるととも
に、受け台５に対してＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な押圧
部である。この押圧部８はアルミ製の平面板からなり、
下面に非粘着性のコーティング層（東京シリコーン社製
のＬ−４１０１ＧＮ（品番）からなる）９が形成されて
いる。
【００１８】１０は、三次元造形装置１の一端側におけ
る押圧部８の下方に配設されたスプレーであり、その下
部側が硬化促進剤（アルファ技研社製 スプレープライ
マー（商品名））を収容するタンクに連結されている。
上記硬化促進剤はスプレー１０から上方に向けて噴出さ
れて押圧部８の下面に塗布されるようになっており、押
圧部８が造形剤供給部６から吐出された造形剤に接触し
た際に、この造形剤を固化する。
る押圧部８の下方に配設されたスプレーであり、その下
部側が硬化促進剤（アルファ技研社製 スプレープライ
マー（商品名））を収容するタンクに連結されている。
上記硬化促進剤はスプレー１０から上方に向けて噴出さ
れて押圧部８の下面に塗布されるようになっており、押
圧部８が造形剤供給部６から吐出された造形剤に接触し
た際に、この造形剤を固化する。
【００１９】なお、上記三次元造形装置１には、押圧部
８が造形剤層の上面に当接した際の、押圧部８の高さ
（押圧部８と台部２または受け台５の間の距離）を測定
する測定部が備わっており、その測定部が測定した値か
ら、次の層を形成する際の、造形剤供給部６の高さが算
出されるようになっている。例えば、細径ノズル７の下
端とすでに造形された接着剤層の上面との間隔がつねに
０．２mmになるように制御する等。
８が造形剤層の上面に当接した際の、押圧部８の高さ
（押圧部８と台部２または受け台５の間の距離）を測定
する測定部が備わっており、その測定部が測定した値か
ら、次の層を形成する際の、造形剤供給部６の高さが算
出されるようになっている。例えば、細径ノズル７の下
端とすでに造形された接着剤層の上面との間隔がつねに
０．２mmになるように制御する等。
【００２０】この構成において、造形物を造形する際に
は、まず、造形剤供給部６を、図１の状態から下方に移
動させて、細径ノズル７の下端と受け台５の上面との間
の距離が０．２mmになるようにする。ついで、コンプレ
ッサーを作動させ、造形剤を吐出させながら造形剤供給
部６をＸ，Ｙ方向に移動させて、例えば、図２に示すよ
うな形状の層１１を受け台５の上面に形成する。
は、まず、造形剤供給部６を、図１の状態から下方に移
動させて、細径ノズル７の下端と受け台５の上面との間
の距離が０．２mmになるようにする。ついで、コンプレ
ッサーを作動させ、造形剤を吐出させながら造形剤供給
部６をＸ，Ｙ方向に移動させて、例えば、図２に示すよ
うな形状の層１１を受け台５の上面に形成する。
【００２１】つぎに、造形剤供給部６を上方に移動させ
るとともに、スプレー１０を作動させて押圧部８の下面
に硬化促進剤を塗布する。そののち、造形剤供給部６お
よび押圧部８を三次元造形装置１の他端側に向けて移動
させ、押圧部８が受け台５の上方に位置するようにす
る。そして、押圧部８を下方に移動させ、図３に示すよ
うに、上記層１１を軽く押圧し所定の厚みになるように
する。
るとともに、スプレー１０を作動させて押圧部８の下面
に硬化促進剤を塗布する。そののち、造形剤供給部６お
よび押圧部８を三次元造形装置１の他端側に向けて移動
させ、押圧部８が受け台５の上方に位置するようにす
る。そして、押圧部８を下方に移動させ、図３に示すよ
うに、上記層１１を軽く押圧し所定の厚みになるように
する。
【００２２】この結果、上記層１１の上面は、図４に示
すような曲面状から図５に示すような平面状になり、そ
の状態で、固化する。また、その際、受け台５に供給さ
れる造形剤の層は、予め設定された造形層の形状よりも
やや小さめにしておき、押圧部８の押圧によってＸ，Ｙ
方向に若干広がり設定された形状になるようにしてお
く。
すような曲面状から図５に示すような平面状になり、そ
の状態で、固化する。また、その際、受け台５に供給さ
れる造形剤の層は、予め設定された造形層の形状よりも
やや小さめにしておき、押圧部８の押圧によってＸ，Ｙ
方向に若干広がり設定された形状になるようにしてお
く。
【００２３】ついで、押圧部８を上方に移動させたの
ち、造形剤供給部６と共に一端側に向けて移動させ、図
１の状態にする（ただし、この場合、受け台５上には一
層の造形剤層が形成されている）。そして、次に細径ノ
ズル７が造形剤を吐出する際の高さおよび押圧部８が造
形層を押圧する高さを０．２mmづつ高くしながら、上記
操作を繰り返して、図６に示すような造形物１２を得る
ことができる。
ち、造形剤供給部６と共に一端側に向けて移動させ、図
１の状態にする（ただし、この場合、受け台５上には一
層の造形剤層が形成されている）。そして、次に細径ノ
ズル７が造形剤を吐出する際の高さおよび押圧部８が造
形層を押圧する高さを０．２mmづつ高くしながら、上記
操作を繰り返して、図６に示すような造形物１２を得る
ことができる。
【００２４】なお、上記の場合、積層される層数が増え
るに従って、細径ノズル７が造形剤を吐出する際の高さ
および押圧部８の押圧高さを一定高さづつ上昇させるよ
うにしているが、細径ノズル７の吐出高さや押圧部８の
押圧高さは、一定にしておき、モータ４を作動させるこ
とにより、台部２の方を一定高さづつ下降させるように
してもよい。
るに従って、細径ノズル７が造形剤を吐出する際の高さ
および押圧部８の押圧高さを一定高さづつ上昇させるよ
うにしているが、細径ノズル７の吐出高さや押圧部８の
押圧高さは、一定にしておき、モータ４を作動させるこ
とにより、台部２の方を一定高さづつ下降させるように
してもよい。
【００２５】このように、上記実施例では、従来例のよ
うな補助剤層の形成はせず、造形剤層のみの形成を行う
ようになっているため、補助剤や不要部分の除去作業が
全く不要になる。この結果、工程数が大幅に減少し、作
業も極めて簡単なものになる。また、押圧部８で押圧す
ることにより、造形剤層の上面を平面状にするため、簡
単な操作でより正確な平面度が得られるようになる。
うな補助剤層の形成はせず、造形剤層のみの形成を行う
ようになっているため、補助剤や不要部分の除去作業が
全く不要になる。この結果、工程数が大幅に減少し、作
業も極めて簡単なものになる。また、押圧部８で押圧す
ることにより、造形剤層の上面を平面状にするため、簡
単な操作でより正確な平面度が得られるようになる。
【００２６】また、細径ノズル７から吐出される造形剤
の落下距離が常に一定に保たれ、かつ、細径ノズル７の
送り速度が一定であるため、形成される層の厚みが一定
になり、精度のよい造形が可能になる。さらに、造形剤
がゲル状で流動性が小さいため、供給された所定位置か
ら他の位置に流れてしまうといったことが生じない。し
たがって、図６に示した造形物１２のように、上部側が
幅広になった部分を含む造形物の造形も可能になる。な
お、この場合の最大オーバーハング角度（下層の端部と
上層の端部を結ぶ線の垂直線からの角度）は７６度であ
った。
の落下距離が常に一定に保たれ、かつ、細径ノズル７の
送り速度が一定であるため、形成される層の厚みが一定
になり、精度のよい造形が可能になる。さらに、造形剤
がゲル状で流動性が小さいため、供給された所定位置か
ら他の位置に流れてしまうといったことが生じない。し
たがって、図６に示した造形物１２のように、上部側が
幅広になった部分を含む造形物の造形も可能になる。な
お、この場合の最大オーバーハング角度（下層の端部と
上層の端部を結ぶ線の垂直線からの角度）は７６度であ
った。
【００２７】実施例２
図７に示した三次元造形装置１５では、押圧部１６が、
上部側に設けられた水冷式のラジエター１７と、そのラ
ジエター１７の下側に耐熱絶縁材１８を介して配設され
内部にニクロム線が埋設された平面状のヒーター１９
と、ヒーター１９の下面に貼設されたテフロンテープか
らなる粘着防止材２０とで構成されている。
上部側に設けられた水冷式のラジエター１７と、そのラ
ジエター１７の下側に耐熱絶縁材１８を介して配設され
内部にニクロム線が埋設された平面状のヒーター１９
と、ヒーター１９の下面に貼設されたテフロンテープか
らなる粘着防止材２０とで構成されている。
【００２８】そして、造形剤としては、熱可塑性樹脂、
例えば、ＡＢＳ樹脂が使用され、実施例１の三次元造形
装置１にあるスプレー１０や硬化促進剤の収容タンクは
設けられていない。それ以外の部分の構成については、
三次元造形装置１と同様である。したがって、同一部分
に同一符号を記している。
例えば、ＡＢＳ樹脂が使用され、実施例１の三次元造形
装置１にあるスプレー１０や硬化促進剤の収容タンクは
設けられていない。それ以外の部分の構成については、
三次元造形装置１と同様である。したがって、同一部分
に同一符号を記している。
【００２９】そして、造形の際には、まず、上記実施例
１と同様、造形剤供給部６から受け台５上に造形剤を吐
出させて最初の層を形成する。ついで、ヒーター１９を
オンにして押圧部１６の下面を加熱した状態で、その押
圧部１６の下面を上記層の上面に当接させ、さらに押圧
する。これによって、その層は可塑性を維持した状態
で、押圧部１６の押圧により平面状にされる。
１と同様、造形剤供給部６から受け台５上に造形剤を吐
出させて最初の層を形成する。ついで、ヒーター１９を
オンにして押圧部１６の下面を加熱した状態で、その押
圧部１６の下面を上記層の上面に当接させ、さらに押圧
する。これによって、その層は可塑性を維持した状態
で、押圧部１６の押圧により平面状にされる。
【００３０】つぎに、ヒーター１９をオフにして加熱を
止め、同時にラジエター１７を作動させて押圧部１６の
下部側を冷却する。その結果、上記層は固化層となる。
そして、実施例１と同様、次層を形成する際の、細径ノ
ズル７と押圧部１６または台部２の高さを調節しなが
ら、上記操作を繰り返すことにより、上記実施例１によ
って得られた造形物１２と同様の造形物が得られる。
止め、同時にラジエター１７を作動させて押圧部１６の
下部側を冷却する。その結果、上記層は固化層となる。
そして、実施例１と同様、次層を形成する際の、細径ノ
ズル７と押圧部１６または台部２の高さを調節しなが
ら、上記操作を繰り返すことにより、上記実施例１によ
って得られた造形物１２と同様の造形物が得られる。
【００３１】実施例３
図８に示した三次元造形装置２１では、押圧部２２が、
内部にニクロム線が埋設された平面状のヒーター２３の
下面にテフロンテープからなる粘着防止材２４を貼着し
て構成されている。そして、造形剤としては、熱硬化性
樹脂、例えば、エポキシ樹脂が使用される。それ以外の
部分の構成については、実施例２の三次元造形装置１５
と同様である。したがって、同一部分に同一符号を記し
ている。
内部にニクロム線が埋設された平面状のヒーター２３の
下面にテフロンテープからなる粘着防止材２４を貼着し
て構成されている。そして、造形剤としては、熱硬化性
樹脂、例えば、エポキシ樹脂が使用される。それ以外の
部分の構成については、実施例２の三次元造形装置１５
と同様である。したがって、同一部分に同一符号を記し
ている。
【００３２】そして、造形の際には、造形剤供給部６か
ら受け台５上に造形剤を吐出させて最初の層を形成した
のち、押圧部２２の下面をその層の上面に当接させ、さ
らに押圧する。これによって、その層を平面状にした状
態で、ヒーター２３をオンにしてその平面状の層を加熱
固化する。ついで、次層を形成する際の、細径ノズル７
と押圧部２２または台部２の高さを調節しながら、上記
操作を繰り返すことにより、所定の造形物が得られる。
ら受け台５上に造形剤を吐出させて最初の層を形成した
のち、押圧部２２の下面をその層の上面に当接させ、さ
らに押圧する。これによって、その層を平面状にした状
態で、ヒーター２３をオンにしてその平面状の層を加熱
固化する。ついで、次層を形成する際の、細径ノズル７
と押圧部２２または台部２の高さを調節しながら、上記
操作を繰り返すことにより、所定の造形物が得られる。
【００３３】実施例４
図９に示した三次元造形装置２５では、押圧部２６が、
光透過性の石英板で構成されその下面にフッ素によるコ
ーティング層２７が設けられている。そして、造形剤と
しては、光硬化性樹脂が使用され、台部２の上方には紫
外線照射用のランプ２８が配設されている。それ以外の
部分の構成については、実施例３の三次元造形装置２１
と同様である。
光透過性の石英板で構成されその下面にフッ素によるコ
ーティング層２７が設けられている。そして、造形剤と
しては、光硬化性樹脂が使用され、台部２の上方には紫
外線照射用のランプ２８が配設されている。それ以外の
部分の構成については、実施例３の三次元造形装置２１
と同様である。
【００３４】造形の際には、造形剤供給部６から受け台
５上に造形剤を吐出させて最初の層２９を形成したの
ち、押圧部２６の下面をその層２９の上面に当接させ、
さらに押圧する。これによって、上記層２９は平面状に
なる。その状態で、図１０に示すように、ランプ２８を
オンにして、紫外線を押圧部２６を透過させ、その平面
状の層２９を照射し固化する。ついで、次層を形成する
際の、細径ノズル７と押圧部２２または台部２の高さを
調節しながら、上記操作を繰り返すことにより、所定の
造形物が得られる。
５上に造形剤を吐出させて最初の層２９を形成したの
ち、押圧部２６の下面をその層２９の上面に当接させ、
さらに押圧する。これによって、上記層２９は平面状に
なる。その状態で、図１０に示すように、ランプ２８を
オンにして、紫外線を押圧部２６を透過させ、その平面
状の層２９を照射し固化する。ついで、次層を形成する
際の、細径ノズル７と押圧部２２または台部２の高さを
調節しながら、上記操作を繰り返すことにより、所定の
造形物が得られる。
【００３５】なお、上記実施例１ないし４のすべての実
施例において、押圧部８，１６，２２，２６がそれぞれ
三次元造形装置１，１５，２１，２５の一端側に位置し
たときにその下面に対応する部分に、図１１に示すよう
なゴム製のクリーニングブレード３０を設けることが好
ましい。このクリーニングブレード３０は、Ｘ方向に往
復移動できるようにして、適宜、押圧部８，１６，２
２，２６の下面に当接させた状態で、移動させることに
より、押圧部８，１６，２２，２６の下面に付着した不
純物を除去するようにする。これによって、より質のよ
い造形物が得られるようになる。
施例において、押圧部８，１６，２２，２６がそれぞれ
三次元造形装置１，１５，２１，２５の一端側に位置し
たときにその下面に対応する部分に、図１１に示すよう
なゴム製のクリーニングブレード３０を設けることが好
ましい。このクリーニングブレード３０は、Ｘ方向に往
復移動できるようにして、適宜、押圧部８，１６，２
２，２６の下面に当接させた状態で、移動させることに
より、押圧部８，１６，２２，２６の下面に付着した不
純物を除去するようにする。これによって、より質のよ
い造形物が得られるようになる。
【００３６】
【発明の効果】この発明は、以上のように、細径のノズ
ルから非流動性の液状造形剤を所定の造形部分のみに供
給し、これを固化する前に、平面状の押圧部で押圧して
平面状したのち固化するようになっている。したがっ
て、補助剤や不要部分の除去作業がなくなり、工程数が
大幅に減少し、作業も極めて簡単になる。また、造形剤
層の上面を平面状にするための作業も簡単で平面加工の
精度も良好になる。
ルから非流動性の液状造形剤を所定の造形部分のみに供
給し、これを固化する前に、平面状の押圧部で押圧して
平面状したのち固化するようになっている。したがっ
て、補助剤や不要部分の除去作業がなくなり、工程数が
大幅に減少し、作業も極めて簡単になる。また、造形剤
層の上面を平面状にするための作業も簡単で平面加工の
精度も良好になる。
【００３７】また、押圧部が造形剤層を押圧する際、そ
の押圧部または台部の高さを測定しその測定データから
次層造形時の台部からのノズルの高さを算出しその高さ
から造形剤が供給されるように制御するようにしている
ため、造形剤が吐出される際の落下距離が常に一定の適
正距離に維持され精度のよい造形が可能になる。
の押圧部または台部の高さを測定しその測定データから
次層造形時の台部からのノズルの高さを算出しその高さ
から造形剤が供給されるように制御するようにしている
ため、造形剤が吐出される際の落下距離が常に一定の適
正距離に維持され精度のよい造形が可能になる。
【図１】この発明の実施例１による三次元造形装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】台部上に形成された造形剤層を示す平面図であ
る。
る。
【図３】押圧部で造形剤層を押圧する状態の三次元造形
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図４】台部上に供給された造形剤の状態を示す切り欠
き正面図である。
き正面図である。
【図５】台部上に供給された造形剤を押圧部で押圧する
状態を示す切り欠き正面図である。
状態を示す切り欠き正面図である。
【図６】造形物を示す正面図である。
【図７】実施例２による三次元造形装置を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】実施例３による三次元造形装置を示す構成図で
ある。
ある。
【図９】実施例４による三次元造形装置を示す構成図で
ある。
ある。
【図１０】押圧部で押圧された造形剤層に光照射を行っ
ている状態を示す三次元造形装置の構成図である。
ている状態を示す三次元造形装置の構成図である。
【図１１】クリーニングブレードの説明図である。
１，１５，２１，２５ 三次元造形装置
２ 台部
６ 造形剤供給部
７ ノズル
８，１６，２２，２６ 押圧部
１０ スプレー
１２ 造形物
１７ ラジエター
１９，２３ ヒーター
２８ ランプ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−234888（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−345359（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−130132（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−288974（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−108610（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−255124（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−158228（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／24217（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 67/00
B31D 5/00 - 5/04
Claims (5)
- 【請求項１】 台部上面に、ノズルで液状の造形剤を所
定形状の層状に供給しこの造形剤層を固化させたのち、
さらにこの固化層の上面に液状の造形剤を供給し固化さ
せるといったことを繰り返すことにより、複数層からな
る造形物を得る三次元造形方法であって、上記ノズルを
細径にするとともに、上記液状の造形剤として非流動性
のものを用い、各造形剤層を固化する前にその層を平面
状の押圧部で押圧し各造形剤層の上面を平面にし、か
つ、その押圧の際の押圧部または台部の高さから次層造
形時の上記台部からのノズルの高さを順次算出し適正な
高さから造形剤が供給されるようにしたことを特徴とす
る三次元造形方法。 - 【請求項２】 台部と、この台部上面に対して相対的に
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動しその下端部に設けられた細径の
ノズルからゲル状の接着剤からなる造形剤を上記台部上
面に層状に供給する造形剤供給部と、上記台部上に供給
された造形剤層の上面を押圧し平面状にする押圧部と、
この押圧部における造形剤層押圧面に硬化促進剤を塗布
し押圧部による造形剤層の押圧の際に造形剤層を固化さ
せる塗布部と、上記押圧部が造形剤層の上面を押圧した
際の押圧部または台部の高さを検出しその高さデータか
ら次層形成時における台部からのノズルの高さを算出す
る手段とを備えたことを特徴とする三次元造形装置。 - 【請求項３】 台部と、この台部上面に対して相対的に
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動しその下端部に設けられた細径の
ノズルから熱可塑性樹脂からなる造形剤を上記台部上面
に層状に供給する造形剤供給部と、下端部が上記台部上
に供給された造形剤層の上面を押圧し平面状にする押圧
面に形成され内部に上記造形剤を可塑状態に維持させる
加熱部とこの加熱部を冷却して上記造形剤層を固化させ
る冷却部が設けられた押圧部と、この押圧部が造形剤層
の上面を押圧した際の押圧部または台部の高さを検出し
その高さデータから次層形成時における台部からのノズ
ルの高さを算出する手段とを備えたことを特徴とする三
次元造形装置。 - 【請求項４】 台部と、この台部上面に対して相対的に
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動しその下端部に設けられた細径の
ノズルから熱硬化性樹脂からなる造形剤を上記台部上面
に層状に供給する造形剤供給部と、下端部が上記台部上
に供給された造形剤層の上面を押圧し平面状にする押圧
面に形成され内部に上記造形剤を固化させる加熱部が設
けられた押圧部と、この押圧部が造形剤層の上面を押圧
した際の押圧部または台部の高さを検出しその高さデー
タから次層形成時における台部からのノズルの高さを算
出する手段とを備えたことを特徴とする三次元造形装
置。 - 【請求項５】 台部と、この台部上面に対して相対的に
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動しその下端部に設けられた細径の
ノズルから光硬化性樹脂からなる造形剤を上記台部上面
に層状に供給する造形剤供給部と、上記台部上に供給さ
れた造形剤層の上面を押圧し平面状にする光透過性材料
からなる押圧部と、この押圧部が造形剤層を押圧する際
に押圧部の上方から押圧部を通して光を照射し造形剤層
を固化させる光照射部と、上記押圧部が造形剤層の上面
を押圧する際の押圧部または台部の高さを検出しその高
さデータから次層形成時における台部からのノズルの高
さを算出する手段とを備えたことを特徴とする三次元造
形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14677096A JP3366526B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 三次元造形方法およびそれに用いる装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14677096A JP3366526B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 三次元造形方法およびそれに用いる装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09300474A JPH09300474A (ja) | 1997-11-25 |
| JP3366526B2 true JP3366526B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=15415162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14677096A Expired - Fee Related JP3366526B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 三次元造形方法およびそれに用いる装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366526B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62255124A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Tatsuo Togawa | ロボツトによる三次元形成物の製造方法及び製造装置 |
| JPH0698689B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1994-12-07 | 松下電工株式会社 | 光学的造形物の製造方法 |
| US5121329A (en) * | 1989-10-30 | 1992-06-09 | Stratasys, Inc. | Apparatus and method for creating three-dimensional objects |
| JP2597778B2 (ja) * | 1991-01-03 | 1997-04-09 | ストラタシイス，インコーポレイテッド | 三次元対象物組み立てシステム及び組み立て方法 |
| JP2784383B2 (ja) * | 1991-03-12 | 1998-08-06 | 日本電信電話株式会社 | 三次元立体図形の形成方法および装置 |
| JP2558431B2 (ja) * | 1993-01-15 | 1996-11-27 | ストラタシイス，インコーポレイテッド | ３次元構造体を製造するシステムを作動する方法及び３次元構造体製造装置 |
| JPH07108610A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-25 | Shigeo Sato | 立体造形装置 |
| CN1072104C (zh) * | 1995-12-31 | 2001-10-03 | 株式会社新兴塞尔比克 | 无模成型方法及其装置 |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP14677096A patent/JP3366526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09300474A (ja) | 1997-11-25 |
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